[发明专利]一种基于FPGA实现电压瞬变信号检测电路及方法

摘要

本发明公开了一种基于FPGA实现电压瞬变信号检测电路及方法，属于电能质量分析领域，包括3个电压输入信号通道、频率测量电路、FPGA和CPU系统；本发明中的3路电压输入信号通过频率测量电路后，输出至FPGA，实现输入信号频率测量，从而确定A/D转换器的采样频率；在A/D转换器进行持续数据采集与存储的同时，实现电压瞬变信号的检测。本发明具有频率测量功能，可动态改变A/D转换器采样频率，以确保电压瞬变信号检测宽度；持续进行数据采集与存储，以保证不会出现采集数据丢失或电压瞬变信号漏检测现象；可同时检测电压慢瞬变信号和电压快瞬变信号；电压瞬变信号检测算法全部在FPGA中实现，速度快、可移植性高。

主权项

1.一种基于FPGA实现电压瞬变信号检测电路，其特征在于：包括3个电压输入信号通道、频率测量电路、FPGA和CPU系统；每个电压输入信号通道又包括两个通路；第一个通路，主要由第一信号处理电路和普通A/D转换器组成，第一信号处理电路和普通A/D转换器通过线路连接，被配置为用于进行电压慢瞬变信号的采集；第一信号处理电路，被配置为用于对电压输入信号，进行处理；普通A/D转换器，被配置为用于对电压输入信号，进行数据采集与存储，同时，实现电压慢瞬变信号的检测；其设置有两段存储器；第二个通路，主要由第二信号处理电路和高速A/D转换器组成，第二信号处理电路和高速A/D转换器通过线路连接，被配置为用于进行电压快瞬变信号的采集；第二信号处理电路，被配置为用于对电压输入信号，进行处理；高速A/D转换器，被配置为用于对电压输入信号，进行数据采集与存储，同时，实现电压快瞬变信号的检测；其设置有另外两段不同的存储器；频率测量电路，主要由通道切换电路和高速比较器组成；通道切换电路，被配置为用于根据FPGA设置的切换时钟，将3路电压输入信号轮流送入高速比较器；高速比较器，被配置为用于将经过通道切换电路后的信号转换成数字信号，送入FPGA；FPGA，被配置为用于同时进行电压慢瞬变信号和电压快瞬变信号检测；CPU系统，被配置为用于读取FPGA检测的数据；3路电压输入信号分别经过3个电压输入信号通道后，输出至频率测量电路，通过通道切换电路和高速比较器处理后，输出至FPGA，FPGA根据其切换时钟频率，控制通道切换电路，通道切换电路根据FPGA设置的切换时钟频率，将3路电压输入信号轮流送入高速比较器，由高速比较器转换成数字信号后，送入FPGA，即在FPGA中实现3路电压输入信号频率测量功能，CPU系统接收到频率测量值后，进行实时显示和更新。